直流兩點接地引起機組跳閘分析

馮 哲

（嘉峪關市宏晟電熱有限公司發電三分廠，甘肅 嘉峪關 735100）

1 事故概述

某年3月27日14：34，某電廠某單元制接線運行機組發變組保護裝置A液晶屏發生黑屏故障，運行人員與維護人員核實該故障現象處理需對保護裝置CPU斷電重啟后，按照相應處置流程，先將該保護裝置所有保護出口壓板退出，然后逐一對該裝置CPU A及CPU B進行斷電重啟；待兩組CPU全部重啟完畢后，保護裝置黑屏故障處理完畢。檢查液晶屏顯示正常，各參數采樣正確，通信正常，運行人員按照《保護壓板投退單》對全部保護出口壓板進行投運恢復，待投入“跳3303斷路器”（并網開關）出口壓板時發生機組跳閘。

2 檢查取證

設備維護人員通過對全部可能引起3303斷路器跳閘的保護裝置逐一進行檢查，分析引起3303斷路器跳閘原因。

1）檢查發變組故障錄波裝置及線路故障錄波裝置。事故發生后，兩套故障錄波裝置僅有3303斷路器、廠用電源工作進線開關、滅磁開關由合位變分位，廠用電源備用進線開關由分位變合位，3303開關跳閘前負荷電流正常。

2）檢查保護裝置。330 kV線路保護及發變組保護第一套、第二套裝置均無保護動作記錄，發變組非電量保護裝置發出“熱工保護”動作記錄。

3）檢查斷路器。斷路器機構外觀正常，無進水受潮現象。

4）檢查機組DCS后臺系統。在當日無3303斷路器操作指令及記錄，僅在3303斷路器變位后，“熱工保護”出口指令發出至發變組非電量保護裝置。其他斷路器變位時間與故障錄波裝置記錄時間一致[1-2]。

3 原因排查

按照機組保護配置方案，能夠引起3303斷路器跳閘的保護裝置有330 kV線路保護及發變組保護第一套、第二套裝置，均無保護動作記錄，同時對比事故前負荷電流、電壓采樣記錄，排除設備電氣量故障使3303斷路器跳閘的可能。通過對比DCS后臺系統“熱工保護”出口指令發出時間、3303斷路器變位時間及發變組非電量保護裝置發“熱工保護”動作時間，確認3303斷路器變位致使DCS后臺系統“熱工保護”出口指令發出，發變組非電量保護裝置發“熱工保護”動作，機組跳閘。

于是，維護人員再次調取監控后臺事故追憶記錄，發現事故前持續有直流系統一段母線接地報警信號，且事故后直流系統一段母線接地報警仍然存在。隨即檢查直流系統，發現直流一段正極電壓+97 V，負極電壓-136 V。初步判斷，該機組直流一段長期存在正極接地故障，事故發生前，直流系統發生兩點接地引起3303斷路器跳閘[3]，如圖1所示。

圖1 操作回路直流接地示意圖

4 直流系統接地及危害

直流電源是帶極性的電源，即有電源正極和負極，直流電源的“地”對直流電路而言僅僅是個中性點的概念。若直流電源系統正極或負極對地的絕緣電阻值低于某整定值，則稱該直流系統正接地故障或負接地故障[4]。

在直流系統中，直流接地故障會導致多種故障的產生，如繼電保護裝置誤動作或拒動作、直流短路等。如圖2所示，A—C只有一點接地，對直流系統無影響；A、B發生接地時，將造成繼電器誤動；B發生接地時，將造成繼電器拒動；A、C發生接地時，將造成直流系統短路[5]。

圖2 直流系統接地分析圖

由此可見，發生一點接地并不引起任何危害，但一點接地長期工作是不允許的。因為當同一極的另一地點再發生接地時，可能使信號裝置、繼電保護和控制裝置誤動或拒動；或發生另外一極接地時，將造成直流系統短路，導致嚴重后果。當發生直流系統一點接地后，必須盡快查明原因并處理。

5 事故原因及防范措施

5.1 事故原因

為了尋找機組跳閘前除直流一段母線存在直流接地外的第二個直流接地點，維護人員調取了可能引發的全部直流區域監控系統，除運行人員的正常發變組保護壓板投退外，再未發現其他人為操作。最后，通過對運行人員操作過程進行了詳細詢問，并對測量出口壓板電壓使用的萬用表進行檢查，發現萬用表表筆插入電流測量端子、人員對地測量電壓時，引發第二點接地，同時直流系統存在正極絕緣下降情況，導致負極對地電壓達到操作箱輸入繼電器啟動值，發變組保護操作箱輸入繼電器動作，發變組出口開關跳閘，然后滿足DEH保護動作邏輯，“熱工保護”動作出口機組跳閘。該事故暴露出技術管理人員對職工的技能和工器具的使用培訓不到位，對培訓效果沒有進行評價，只注重形式，沒有起到實際效果，技術管理人員負主要責任。直流系統長期存在接地情況，未引起運行人員重視，未及時確定直流接地設備，并聯系維護人員處理，是發生事故的另一主要原因。

5.2 防范措施

1）由生產單位立即組織排查直流一段接地報警，確認接地點設備，聯系維護人員進行處理；2）由生產單位制訂培訓計劃，組織運行人員進行電氣安全工器具的使用和維護技能培訓，提高作業人員的技能水平。

6 結束語

發電廠直流系統是一個獨立的電源，為電力系統的控制回路、信號回路、繼電保護、自動裝置等提供可靠穩定的不間斷電源，為斷路器的分、合閘提供操作電源。直流電源在二次系統中的地位非常重要，其可靠性與安全性將直接影響電力系統的安全。因此，維護單位、運行單位都必須更加重視電廠直流系統，做好直流電源的安全隔離措施，防止直流接地，一經發現就必須盡快落實查找、處理工作，以及時消除隱患，確保直流電源的安全與可靠。